聚酰亚胺无纺布基安全型凝胶电解质材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种聚酰亚胺无纺布基安全型凝胶电解质材料及其制备方法。首先合成了带有甲氧基侧基的聚酰亚胺无纺布(PI‑NW)，通过脱甲基化处理，得到结构骨架上带有羟基活性位点的PI‑NW；引入高沸点、高闪点电解液作为离子传输介质，引入多官能团活性单体，通过光引发聚合或者热引发交联，使材料成为均一整体，并限制电解液的挥发，提高耐热稳定性。将该材料作为电池隔膜，在保障锂电池安全性的前提下，提高了电池能量密度，拓展了电池使用温度区间，并提高了电池的充/放电倍率和循环性能，从而解决现有锂离子动力电池安全性差、电解液易挥发、不耐高温、电池隔膜易变形收缩起火燃烧的问题。

【技术实现步骤摘要】
聚酰亚胺无纺布基安全型凝胶电解质材料及其制备方法
本专利技术涉及新能源电池
，特别涉及一种适用于锂离子二次电池的聚酰亚胺无纺布(PI-NW)基安全型凝胶电解质材料及其制备方法。
技术介绍
锂离子二次电池具有高功率大电流放电能力，且能量密度高，在新能源动力电池领域已经得到了广泛应用。目前各大动力电池厂家主要以18650柱形钢壳电池或者方形铝塑膜软包电池作为电芯，正极活性物质主要以磷酸铁锂、钴酸锂、三元镍钴锰酸锂以及三元镍钴铝酸锂为主。但是，动力电池大量采用极易燃烧爆炸的有机电解液，集成制备的电池Pack往往具有较高的安全隐患。法国Bollore汽车公司以PEO作为电解质材料，制备了全固态磷酸铁锂电池，虽然在一定程度上解决了电池的安全性问题，但单电池能量密度较低，续航里程较差。总的来看，目前所使用的常规锂离子电池有着难以逾越的缺陷，主要体现在：1.安全性较高的磷酸铁锂电池能量密度较低，而能量密度高的三元材料电池安全性较差，在碰撞、刺破等条件下极易起火爆炸。2.采用大量电解液的锂离子二次电池，在65℃以上高温充、放电时，电池易发生气胀，造成电池失效甚至形成安全问题。3.PEO基全固态本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种凝胶电解质材料的制备方法，所述凝胶电解质材料以聚酰亚胺无纺布为基底，其制备方法包括以下步骤：1)将四甲氧基联苯二胺与式I所示的二元酸酐充分溶解于有机溶剂中，预反应生成聚酰胺酸溶液；

【技术特征摘要】
1.一种凝胶电解质材料的制备方法，所述凝胶电解质材料以聚酰亚胺无纺布为基底，其制备方法包括以下步骤：1)将四甲氧基联苯二胺与式I所示的二元酸酐充分溶解于有机溶剂中，预反应生成聚酰胺酸溶液；其中，X代表或者n为大于1的正整数；2)将步骤1)得到的聚酰胺酸溶液通过静电纺丝制备成无纺布，再将无纺布热处理，使酰胺酸与氨基发生闭环反应，制得式II所示的带有甲氧基侧基的聚酰亚胺无纺布；3)对步骤2)得到的式II所示聚酰亚胺无纺布进行脱甲基处理，得到式III所示的带有羟基活性位点的聚酰亚胺无纺布；其中，R＝-OH或者-OCH3；4)配制凝胶质电解液；5)以步骤3)制备的带有羟基活性位点的聚酰亚胺无纺布为基底，将步骤4)配制的凝胶质电解液与固化剂按比例混合好后加入电解质隔膜中，通过光引发聚合或者热引发聚合，使电解液中化合物在制备的带有羟基活性位点的无纺布中形成致密交联体系结构，获得凝胶电解质材料。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述有机溶剂选自下列溶剂中的一种或多种：N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、二甲基乙酰胺和环丁砜。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)将四甲氧基联苯二胺和二元酸酐分别配制成质量分数2％～8％的溶液，再充分混合，在140～160℃充分反应生成聚酰胺酸溶液，控制最终的聚酰胺酸质量分数为5％～18％。4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，将聚酰胺酸溶液通过静电...

【专利技术属性】
技术研发人员：李贵彬，郑俊荣，陈继涛，许铃鸿，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：北京,11